Classi per lettura e scrittura di file
Nei programmi sviluppati sino ad oggi abbiamo usato 
  • output su schermo (con System.out.print, System.out.println e System.out.printf)

  • input da tastiera (con la classe Input)

Se un programma deve leggere o scrivere grandi quantità di dati, è conveniente memorizzare questi dati in files. 

Java fornisce classi e metodi per scrivere e leggere dati da files (nel package java.io  [locale, Medialab, Sun]).

I dati possono essere memorizzati in un file in formato

  • testo (sequenza di caratteri, leggibile da esseri umani)

  • binario (sequenza di byte)

Classi per I/O su files Input da file Output su file
Formato testo FileReader FileWriter
Formato binario FileInputStream FileOutputStream

Queste classi gestiscono I/O di caratteri o bytes da files: per dati più complessi (stringhe, numeri) introdurremo altre classi.

Adesso esaminiamo I/O in formato testo, ma quello in formato binario è del tutto analogo.

I file di testo possono essere aperti, esaminati e modificati usando normali editor (es. emacs). Per visualizzarne il contenuto potete anche usare il comando less della shell di Linux.
 
 

 

Lettura di singoli caratteri da file
Per leggere dati (un carattere alla volta) da un file, occorre:
  • ricordarsi di importare il pacchetto java.io;  

    import java.io.*;

  • creare un oggetto della classe FileReader, passando il nome del file al costruttore;  

        FileReader filein = new FileReader("dati.txt"); 

  • utilizzare (anche più volte) il metodo  public int read() della classe FileReader per leggere i caratteri; 

        int codiceCarattere = filein.read();

  • infine chiudere il file con il metodo public void close(). 

        filein.close();

I metodi e il costruttore di FileReader possono lanciare una eccezione di tipo IOException  che rappresenta un errore di I/O. Queste eccezioni sono controllate, e quindi devono essere previste dal programmatore.

Il metodo read() restituisce un intero che può essere:

  • -1 se si è arrivati alla fine del file;

  • un intero tra 0 e 16383, che rappresenta il codice di un carattere UNICODE.
Tipicamente, si controlla se il numero letto è diverso da -1 e in questo caso si trasforma l'intero in un char usando l'operatore di cast.

Esempio di lettura da file

CopyRead.java: stampa su video del contenuto di un file (copyread.txt). Le eventuali IOException non vengono gestite dal programma ma rinviate al chiamante.

Importante: Cosa succede se non dichiariamo che main può lanciare IOException?
  

import java.io.*;

public class CopyRead {
    public static void main(String [] args) throws IOException { 
        // apre il file in lettura
        FileReader filein = new FileReader("copyread.txt"); 

        int next;
        char nextc;
        do {
            next = filein.read();  // legge il prossimo carattere

            if (next != -1) {  // se non e' finito il file
                nextc = (char) next; 
                System.out.print(nextc);  // stampa il carattere
            }

        } while (next != -1);

        filein.close();  //chiude il file
        System.out.println();
    }
}
 

Scrittura di caratteri su file
Per scrivere dati su di un file, occorre:
  • creare un oggetto della classe FileWriter, passando il nome del file al costruttore; 

  • utilizzare il metodo public void write(int c) per scrivere i caratteri;

  • chiudere il file con il metodo close().

Anche questi metodi possono lanciare una IOException.

CopyWrite.java: scrive in un file (copywrite.txt) una stringa fornita dall'utente, un carattere alla volta.
  

import java.io.*;

public class CopyWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // apre il file copywrite.txt in scrittura 
        FileWriter fileout = new FileWriter("copywrite.txt");

        System.out.print("Scrivi una stringa: ");

        // legge una stringa da tastiera 
        String str = Input.readLine();

        // un ciclo scrive ogni carattere delle stringa nel file 
        for (int i = 0; i < str.length(); i++)
            fileout.write(str.charAt(i));

        fileout.close();  // chiude il file
    }
}
 

I/O bufferizzato e formattato
Le classi FileReader e FileWriter forniscono i metodi basici per leggere o scrivere caratteri su file. Non è conveniente usarle direttamente nei programmi perché:
  • rendono un programma inefficiente, visto che ogni operazione di I/O (read o write di singolo carattere) richiede un accesso al file;

  • non permettono di leggere/scrivere direttamente dati più complessi come stringhe e numeri.

Altre classi di Java forniscono funzionalità di I/O più avanzate, in particolare
  • BufferedReader e BufferedWriter usano un buffer (memoria tampone) per memorizzare temporaneamente i caratteri da leggere/scrivere, in modo da ridurre il numero di accessi al file;

  • PrintWriter fornisce i metodi print e println, che permettono di scrivere qualunque dato Java, convertendolo automaticamente in stringa.

Gli oggetti di queste classi sono dei wrappers: incapsulano gli oggetti delle classi FileReader e FileWriter estendendone le funzionalità.

Scrittura di dati su file
CopyPrintWrite.java: scrive alcuni dati in un file (copyprintwrite.txt). 
Si noti come un oggetto FileWriter viene passato al costruttore di BufferedWriter, e a sua volta il nuovo oggetto viene passato al costruttore di PrintWriter. 
  
import java.io.*;

public class CopyPrintWrite {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        
        // creo un oggetto FileWriter...
        FileWriter fileout = new FileWriter("copyprintwrite.txt");
        // ... che incapsulo in un BufferedWriter...
        BufferedWriter filebuf = new BufferedWriter(fileout);
        // ... che incapsulo in un PrintWriter
        PrintWriter printout = new PrintWriter(filebuf);
        
        printout.println("Scrivo nel file copyprintwrite.txt:");

        printout.print("Un numero: ");
        printout.println(Math.PI);

        printout.print("Un oggetto: ");
        printout.println(new java.awt.Rectangle(10,15,20,30));

        printout.println("Ho finito.");
        printout.close();
    }
}
 

Lettura di dati da file
La classe BufferedReader fornisce il metodo readLine() che legge una stringa, ma non ha metodi per leggere, ad esempio, interi o double. 

CopyBufferedRead.java: stampa su video il contenuto di un file (copyread.txt) (si confronti con CopyRead.java)
  

import java.io.*;

public class CopyBufferedRead {
    public static void main(String [] args) throws IOException {

        // incapsula in BufferedReader un file aperto in lettura 
        BufferedReader filebuf = 
             new BufferedReader(new FileReader("copyread.txt")); 
        /* equivale alla coppia di istruzioni:
         *
         * FileReader filein = new FileReader("copyread.txt");
         * BufferedReader filebuf = new BufferedReader(filein);
         */

        String nextStr;
        nextStr = filebuf.readLine();     // legge una riga del file 
        while (nextStr != null){
            System.out.println(nextStr);  // visualizza la riga 
            nextStr = filebuf.readLine(); // legge la prossima riga 
        } 
        filebuf.close();  // chiude il file 
    }
}

Si può convertire una stringa in un numero usando i metodi statici Integer.parseInt e Double.parseDouble. Si veda come questi metodi sono usati nella classe Input, per realizzare i metodi readInt() e readDouble().

Nota: Integer.parseInt e Double.parseDouble possono generare eccezioni non controllate (di tipo NumberFormatException).

Esempi con gestione delle eccezioni di I/O
Per semplicità, negli esempi visti abbiamo ignorato la gestione delle eccezioni. Un corretto stile di programmazione imporrebbe invece di gestire le eccezioni di I/O che infatti sono eccezioni controllate!

Vediamo alcuni programmi che copiano il contenuto del file inp.txt nel file out.txt, ma che gestiscono le eccezioni in modo via via più raffinato. 

Un ultimo esempio:

Due semplici esercizi:

  1. Modificare il programma [SommaInteriGoodExceptions] in modo che quando si verifica un'eccezione venga comunque stampata la somma calcolata fino a quel momento.

  2. Modificare il programma [SommaInteriGoodExceptions] in modo che quando si verifica un'eccezione di tipo NumberFormatException dovuta ad una linea del file non convertibile in intero si scarti tale riga ma si prosegua con il calcolo della somma.